DE1119333B

DE1119333B - Bistable multivibrator circuit with toroidal cores and transistors

Info

Publication number: DE1119333B
Application number: DET18905A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bald; Dipl-Phys Harald Fuhrmann
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 1960-08-26
Filing date: 1960-08-26
Publication date: 1961-12-14

Description

Bistabile Multivibratorschaltung mit Ringkernen und Transistoren Aus bistabilen Multivibratoren mit Transistoren gebildete bekannte Frequenzteiler haben einen verhältnismäßig hohen Aufwand je Teilerstufe von zwei Transistoren, zwei Dioden, sieben bis neun Widerständen und drei bis vier Kondensatoren. Ferner haftet ihnen der Nachteil an, daß einer der beiden Transistoren immer leitend ist und Strom führt. Damit arbeitet ein solches System äußerst unwirtschaftlich.Bistable multivibrator circuit with toroidal cores and transistors off bistable multivibrators formed with transistors have known frequency dividers a relatively high effort per divider stage of two transistors, two diodes, seven to nine resistors and three to four capacitors. They are also liable the disadvantage that one of the two transistors is always conductive and carries current. Such a system is therefore extremely uneconomical.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine mit Ringkernen und Transistoren bestückte bistabile Multivibratorschaltung, bei der zwei Ringkerne, welche je eine mit der Wicklung des anderen Kernes in Serie geschaltete und mit dem Eingangskreis und dem Bezugspotential verbundene Wicklung, je eine im Basis-Emitter-Kreis eines zugeordneten Transistors liegende Wicklung und je eine im Kollektorkreis des jeweils dem anderen Ringkern zugeordneten Transistors liegende Wicklung tragen, im Ruhezustand sich im Zustand entgegengesetzter Remanenz befinden und die Stromkreise der verschiedenen Wicklungen derart bemessen sind, daß die durch Kollektorströme erzeugten Magnetfelder entgegengesetzt gerichtet und größer sind als die durch einen Eingangsimpuls erzeugten. Die bistabile Multivibratorstufe nach der Erfindung benötigt nur zwei bis drei Widerstände, zwei Transistoren und zwei Ringkerne aus einem Material mit möglichst rechteckförmiger Hysteresecharakteristik. Aus der Stromquelle wird nur dann eine Leistung entnommen, wenn die Stufe von einer Lage in die andere kippt. Das wirkt sich um so günstiger aus, je langsamer die Frequenzen sind, die verarbeitet werden, und je kürzer die Schalt- bzw. Kippzeit eines Kernes ist.The invention avoids these disadvantages by a bistable multivibrator circuit equipped with toroidal cores and transistors, in which two toroidal cores, each one connected in series with the winding of the other core and connected to the input circuit and the reference potential, each one in the base-emitter circuit of an assigned transistor and a winding in the collector circuit of the respective transistor assigned to the other ring core, in the idle state are in the state of opposite remanence and the circuits of the various windings are dimensioned such that the magnetic fields generated by the collector currents are opposite and larger than those generated by an input pulse. The bistable multivibrator stage according to the invention only requires two to three resistors, two transistors and two toroidal cores made of a material with a hysteresis characteristic that is as rectangular as possible. Power is only drawn from the power source when the stage tilts from one position to the other. This has a more favorable effect, the slower the frequencies that are processed and the shorter the switching or flip-over time of a core.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Schaltbild einer Multivibratorstufe, Fig. 2 das Schaltbild eines Frequenzteilers mit zwei Teilerstufen.An embodiment of the invention is shown in the drawings. 1 shows the circuit diagram of a multivibrator stage, and FIG. 2 shows the circuit diagram of a Frequency divider with two divider stages.

Die Multivibratorstufe besitzt zwei Ringkerne K1 und K2 sowie zwei Transistoren T1 und T2. Der Ringkern K 1 trägt Wicklungen W l, W 3 und W5. Der Ringkern K 2 trägt Wicklungen W2, W 4 und W6. Die Wicklungen W 1 und W 2 beider Ringkerne liegen an einem Eingangskreis E, der über einen Widerstand R 2 mit Bezugspotential verbunden ist. Befinden sich beide Kerne im Zustand entgegengesetzter Remanenz, dann erzeugen die Eingangswicklungen unter dem Einfluß eines Eingangsimpulses einer Richtung in dem einen Ringkern ein Magnetfeld, das diesen in die Sättigung magnetisiert, und in dem anderen Ringkern ein Magnetfeld, das diesen ummagnetisiert. Das gleiche ist bei einem Eingangsimpuls der entgegengesetzten Richtung der Fall. Der unter dem Einfluß des Magnetfeldes der Eingangswicklung umkippende Kern, z. B. der Kern K l, erzeugt in seiner Wicklung W 3 einen Impuls, der den Transistor T 1 leitend macht. Daher erhält die Wicklung W6 des Kernes K2 Strom und erzeugt ein Magnetfeld, das dem von der Wicklung W 2 unter dem Einfluß des Eingangsimpulses erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt gerichtet ist und dieses Magnetfeld überwiegt, so daß auch der Kern K2 in seinen entgegengesetzten Remanenzzustand umkippt. Die Widerstände R 1, R 2 und R 3 ermöglichen eine Begrenzung des Stromflusses über die Eingangswicklungen und die Wicklungen der Kollektorkreise, welche derart gewählt sind, daß das von der Wicklung eines Kollektorkreises erzeugte Magnetfeld stets das von der Wicklung des Eingangskreises in dem gleichen Ringkern erzeugten Magnetfeld überwiegt.The multivibrator stage has two toroidal cores K1 and K2 and two transistors T1 and T2. The toroidal core K 1 carries windings W 1, W 3 and W5. The toroidal core K 2 carries windings W2, W 4 and W6. The windings W 1 and W 2 of both toroidal cores are connected to an input circuit E, which is connected to reference potential via a resistor R 2. If both cores are in the state of opposite remanence, the input windings, under the influence of an input pulse in one direction, generate a magnetic field in one toroidal core that magnetizes it to saturation and in the other toroidal core a magnetic field that reverses its magnetism. The same is the case with an input pulse in the opposite direction. The core overturning under the influence of the magnetic field of the input winding, e.g. B. the core K l, generates a pulse in its winding W 3, which makes the transistor T 1 conductive. The winding W6 of the core K2 therefore receives current and generates a magnetic field which is directed in the opposite direction to the magnetic field generated by the winding W 2 under the influence of the input pulse and this magnetic field predominates, so that the core K2 also tips over into its opposite remanence state. The resistors R 1, R 2 and R 3 allow a limitation of the current flow via the input windings and the windings of the collector circuits, which are chosen such that the magnetic field generated by the winding of a collector circuit always that of the winding of the input circuit in the same toroidal core Magnetic field predominates.

Im Ruhezustand befinden sich beide Kerne K1 und K2 stets im Zustand entgegengesetzter Remanenz. Angenommen, der Kern K2 sei im Zustand positiver Remanenz, der mit »L« bezeichnet sein mag, dann befindet sich der Kern K1 im Zustand negativer Remanenz, der mit »0« bezeichnet sein mag. Ein negativer Stromimpuls auf die Windungen W 1 und W 2 bewirkt, daß der Kern K2 in die Lage 0 fällt, wodurch in der Wicklung W 4 eine Spannung induziert wird, welche den Transistor T2 leitend macht. Durch die Windung W 5 des Kernes K 1 und den Widerstand R 1 fließt nunmehr ein Stromimpuls, der seinerseits in dem Kern K 1 ein Magnetfeld erzeugt, welches entgegengesetzt gerichtet ist demjenigen, welches durch den Stromimpuls durch die Wicklung W 1 erzeugt wird und dieses Magnetfeld überwiegt. Infolgedessen kippt der Kern K 1 in die Lage L, kurz nachdem der Kern K2 in die Lage 0 gefallen ist.In the idle state, both cores K1 and K2 are always in the state opposite remanence. Assuming that the core K2 is in the state of positive remanence, which may be denoted by "L", then the nucleus K1 is in the more negative state Remanence, which may be designated with "0". A negative current pulse on the windings W 1 and W 2 causes the core K2 to fall into position 0, thereby in the winding W 4 a voltage is induced which makes the transistor T2 conductive. By the winding W 5 of the core K 1 and the resistor R 1 now flows a current pulse, which in turn generates a magnetic field in the core K 1, which is opposite is directed to the one who goes through the current pulse through the Winding W 1 is generated and this magnetic field predominates. As a result, it tips over Core K 1 in position L shortly after core K2 has fallen in position 0.

Bei dem nächsten negativen Stromimpuls durch die Wicklungen W 1 und W 2 wird der Kern K 1 in die Lage 0 gekippt und hierdurch in der Wicklung W 3 eine Spannung induziert, welche den Transistor T1 kurzzeitig leitend macht. Daher erhält die Wicklung W 6 des Kernes K 2 Strom; diese erzeugt ein Magnetfeld, welches dem von der Wicklung W 2 erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt gerichtet ist und dieses überwiegt. Infolgedessen fällt der Kern K 2 in die Lage L, kurz nachdem der Kern K 1 in die Lage 0 ummagnetisiert wurde.With the next negative current pulse through the windings W 1 and W 2 , the core K 1 is tilted into position 0 and this induces a voltage in the winding W 3 which briefly makes the transistor T1 conductive. Therefore, the winding W 6 of the core K 2 receives current; this generates a magnetic field which is directed in the opposite direction to the magnetic field generated by the winding W 2 and which predominates. As a result, the core K 2 falls into the L position shortly after the core K 1 has been remagnetized into the 0 position.

Bei der in Abb.2 dargestellten Schaltung eines Frequenzteilers sind mehrere Multivibratorschaltungen nach Abb. 1 in Reihe geschaltet. Der die Wicklung W 6 des Kernes K2 enthaltende Kollektorstromkreis des Transistors T1 führt hierbei nicht über einen Widerstand an das Bezugspotential, sondern an den Eingang der folgenden Multivibratorstufe und damit über die Wicklungen W 1' und W2' sowie einen Widerstand R 2' an das Bezugspotential. Da die Wicklung W 6 bei jedem zweiten Eingangsimpuls einen Impuls führt, so erhalten die Eingangswicklungen W l' und W2' der zweiten Tellerstufe bei jedem zweiten Impuls am Eingang der ersten Tellerstufe einen Stromimpuls, und die Kerne K1' und K2' werden nur bei jedem zweiten Impuls ummagnetisiert.In the circuit of a frequency divider shown in Fig. 2, several multivibrator circuits as shown in Fig. 1 are connected in series. The collector circuit of the transistor T1, which contains the winding W 6 of the core K2 , does not lead to the reference potential via a resistor, but to the input of the following multivibrator stage and thus via the windings W 1 'and W2' and a resistor R 2 'to the reference potential . Since the winding W 6 carries a pulse every second input pulse, the input windings W 1 ' and W2' of the second plate stage receive a current pulse at every second pulse at the input of the first plate stage, and the cores K1 'and K2' are only activated in each case second pulse remagnetized.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Schaltung eines Frequenzteilers wird der Eingangsimpuls der -ersten Multivibratorstufe durch einen Ringkern KO erzeugt. Dieser Kern hat vier Wicklungen Wo, bis W04. Die Wicklungen Woi und Wog sind entgegengesetzt gewickelt und liegen in den Kollektorkreisen zweier Transistoren Tx und Ty einer bekannten Schmitt-Trigger-Schaltung. Zieht unter dem Einfluß eines Impulses an dem Eingang E der eine der Transistoren Tx und Ty Strom, dann wird der Kern K, in die Lage L gebracht, zieht der andere der Transistoren Strom, so fällt er in die Lage 0 zurück und induziert in der Wicklung Wo, einen Impuls, der den Transistor To leitend macht. In dem Kollektorkreis des Transistors To fließt nunmehr Strom. Der Eingang der ersten Tellerstufe ist mit dem Kollektor des Transistors To verbunden. In diesem Kollektorstromkreis liegt eine Rückkopplungswicklung WQ4, welche es in bekannter Weise sicherstellt, daß der Kern K, stets voll ummagnetisiert wird. Die Erzeugung des Eingangsimpulses für die erste Tellerstufe mittels eines Ringkernes macht die Frequenzteileranordnung über einen größeren Spielraum von der Batteriespan-und und der Temperatur unabhängig.In the circuit of a frequency divider shown in Fig. 2 the input pulse of the first multivibrator stage is generated by a toroidal core KO. This core has four windings Wo, to W04. The windings Woi and Wog are opposite wound and lie in the collector circuits of two transistors Tx and Ty one known Schmitt trigger circuit. Pulls on the under the influence of an impulse Input E of one of the transistors Tx and Ty current, then the core K, into which When placed in position L, the other of the transistors draws current, so it falls into position 0 and induces a pulse in the winding Wo, which conducts the transistor To power. Current now flows in the collector circuit of transistor To. The entrance the first plate stage is connected to the collector of the transistor To. In this Collector circuit is a feedback winding WQ4, which it is known in Way ensures that the core K, is always completely reversed. The production of the input pulse for the first plate stage by means of a toroidal core makes the Frequency divider arrangement over a greater margin of the battery chip and and independent of the temperature.

Zum einwandfreien Arbeiten der Anordnung wird durch alle Kerne eine Leitung geführt, die nur im Einschaltmoment des Gerätes einen Stromimpuls führt und durch diesen die Kerne in den gewünschten Remanenzzustand einstellt. Diese Leitung ist in der Schaltung nicht gezeichnet.In order for the arrangement to work properly, a Lead that only carries a current pulse when the device is switched on and thereby adjusts the cores to the desired state of remanence. This line is not shown in the circuit.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Bistable multivibrator circuit with toroidal cores and transistors, characterized in that two toroidal cores (K 1, K 2) which each have a winding (W1, W2 ), one each in the base-emitter circuit of an associated transistor (T1, T2) winding lying (W3, W4) and in the collector circuit of the respectively associated with the other ring core transistor (T 2 each, T 1) winding lying (W 5, W 6) , are in the state of opposite remanence when idle and the circuits of the various windings are dimensioned in such a way that the magnetic fields generated by collector currents are opposite and larger than those generated by an input pulse.

2. Frequency divider formed from bistable multivibrator circuits according to claim 1, characterized in that the collector circuit of one of the two transistors runs over the windings of the input circuit of the next following multivibrator stage and thereby the cores (K 1 ' and K 2') of the following at every second input pulse The multivibrator stage forces them to swap their remanence states.

3. Frequency divider according to spoke 2, characterized in that the input pulse generated for the first plate stage by a toroidal core (K.) and a transistor (To) will

4. Frequency divider according to claim 2 and 3, characterized in that the core (K.) is alternately brought into position 0 and position L by two of its windings (Wo, and Wog) in the collector circuits of a circuit with two transistors (Tx and Ty), which are alternately conductive and non-conductive.